Enseñanza de la solución a la paradoja de los gemelos mediante relatividad especial usando instrucción entre pares

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Universidad Distrital Francisco José de Caldas

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Resumen

In this work, a peer instruction microconference was designed and implemented, aimed at fostering the understanding of special relativity through the twin paradox problem. The didactic intervention approached the system from three perspectives: conceptual, relativistic Doppler effect, and Minkowski diagrams. This proposal was applied to undergraduate Degree in Physics students at Universidad Distrital Francisco José de Caldas during the 2025-1 academic term, specifically those enrolled in Modern Physics. The study revealed that the use of the microconference generated a medium learning gain according to Hake’s factor. Furthermore, the analysis based on the C vs. S graph proposed by Bao and Redish confirmed the presence of meaningful learning. Another relevant finding was attributed to students’ difficulty in accepting that a physical system can admit multiple compatible solutions within the framework of special relativity. Finally, an intentional reorganization of peer groups is recommended for future research in order to promote argumentative discrepancy and debate, thereby strengthening the development of correct physical models among students.

Descripción

En el presente trabajo se diseñó y aplicó una microconferencia entre pares, enfocada en favorecer la comprensión de la relatividad especial mediante el problema de la paradoja de los gemelos. La intervención didáctica abordó el sistema desde tres enfoques: conceptual, el efecto Doppler relativista y diagramas de Minkowski. Esta propuesta fue aplicada a estudiantes de pregrado de licenciatura en física de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas en el periodo 2025-1 quienes cursaban física moderna, este estudio reveló que el uso de la microconferencia generó ganancia media de aprendizaje dado el factor de Hake, además el análisis desde el gráfico C vs S propuesto por Bao y Redish comprobó la presencia de aprendizaje significativo, otro de los hallazgos relevantes es atribuido a la dificultad de los estudiantes para aceptar que un sistema físico puede admitir múltiples soluciones compatibles en el marco de la relatividad especial. Finalmente se recomienda una reorganización intencionada de los pares para futuras investigaciones, con el fin de promover la discrepancia argumentativa y el debate, consiguiendo consolidar modelos físicos correctos en los estudiantes.

Palabras clave

Microconferencia, Instrucción entre pares, Paradoja de los gemelos, Relatividad especial, Licenciatura en física

Materias

Licenciatura en Física -- Tesis y disertaciones académicas , Relatividad especial , Física -- Enseñanza , Enseñanza superior , Enseñanza mutua , Didáctica

Citación